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一、题目描述
给定整数 $N$,试把阶乘 N! 分解质因数,按照算术基本定理的形式输出分解结果中的 p_i 和 c_i 即可。
输入格式 一个整数 $N$。
输出格式
N! 分解质因数后的结果,共若干行,每行一对 $p_i,c_i$,表示含有 p_i^{c_i} 项。按照 p_i 从小到大的顺序输出。
数据范围
3≤N≤10^6
输入样例:
5
输出样例:
2 3
3 1
5 1
样例解释
5!=120=2^3∗3∗5
二、方法1
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
int n;
bool prime(int x) {
if (x == 2) return 1;
for (int i = 2; i * i <= x; i++)
if (x % i == 0) return 0;
return 1;
}
int main() {
cin >> n;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
if (!prime(i)) continue;
LL x = i;
int ans = 0;
while (x <= n) ans += n / x, x *= i;
printf("%d %d\n", i, ans);
}
return 0;
}
三、方法2
- 筛出$1 \sim n$的所有质数
- 枚举每个质因子$x$,$n!$表示
1 * 2 * 3... * n,从$1$到$n$中,求$x$的次数:
cnt(x)= \left \lfloor \frac{n}{x^1} \right \rfloor + \left \lfloor \frac{n}{x^2} \right \rfloor + \left \lfloor \frac{n}{x^3} \right \rfloor + ...
(直到$x$的次方大于$n$停止) 举栗子: 比如$10!=1\times 2\times 3\times 4\times 5\times 6\times 7\times 8\times 9\times 10$里有多少个$2$的倍数,
\large \left \lfloor \frac{n}{x^1} \right \rfloor = \frac{10}{2}=5
有多少个$4$的倍数
\large \left \lfloor \frac{n}{x^2} \right \rfloor = \frac{10}{4}=2
有多少个$8$的倍数
\large \left \lfloor \frac{n}{x^2} \right \rfloor = \frac{10}{8}=1
共$5+2+1=8$个,与例子对的上。
Code
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
// 欧拉筛
const int N = 1e6 + 10;
int primes[N], cnt; // primes[]存储所有素数
bool st[N]; // st[x]存储x是否被筛掉
void get_primes(int n) {
memset(st, 0, sizeof st);
cnt = 0;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
if (!st[i]) primes[cnt++] = i;
for (int j = 0; primes[j] * i <= n; j++) {
st[primes[j] * i] = true;
if (i % primes[j] == 0) break;
}
}
}
int main() {
int n;
cin >> n;
get_primes(n);
for (int i = 0; i < cnt; i++) {
int p = primes[i];
int s = 0;
// 思路:由大到小+除法降维
// 优点:不用考虑乘法而导致的爆int上限
for (int j = n; j; j /= p) s += j / p;
printf("%d %d\n", p, s);
}
return 0;
}